熱催化氧化法去除室內(nèi)甲醛的性能及動力學(xué)模型研究.pdf

1、熱催化氧化法去除室內(nèi)甲醛的性能及動力學(xué)模型研究熱催化氧化法去除室內(nèi)甲醛的性能及動力學(xué)模型研究PerfmanceKiicModelofThermalcatalyticOxidizationTechnologyfIndoFmaldehydeRemoval學(xué)科專業(yè)：供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程研究生：韓旭指導(dǎo)教師：陳清焰天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院二零一三年十二月摘要甲醛是一種主要的室內(nèi)化學(xué)污染物，去除甲醛對于保護(hù)室內(nèi)人員的健康非常重要。傳統(tǒng)吸

2、附技術(shù)去除甲醛的效果并不理想，甲醛是小分子氣體，很難被吸附。室溫?zé)岽呋夹g(shù)不需要額外的能量就可以去除甲醛，并有較長的生命周期，具有很大的應(yīng)用潛力。熱催化研究通常在高溫、高濃度下進(jìn)行，在典型室內(nèi)條件特別是低濃度條件下，其效果和去除機(jī)理模型的研究還很不充分。而且傳統(tǒng)熱催化動力學(xué)模型很少考慮濕度，但濕度在室內(nèi)甲醛凈化領(lǐng)域是非常重要的參數(shù)。本課題主要研究熱催化技術(shù)去除室內(nèi)甲醛的性能和動力學(xué)模型。參照ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)搭建了測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采用乙酰丙

3、酮分光光度法分析甲醛濃度。首先通過材料初選確定典型過渡金屬氧化物銅錳催化劑（CuOMnO2）為研究對象。為研究催化反應(yīng)機(jī)理，內(nèi)、外擴(kuò)散的影響通過使用小粒徑催化劑、增加線速度方式消除。甲醛進(jìn)氣濃度（2001000ppb）和濕度（25℃時698%RH）對反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)分別在25℃、60℃、120℃、180℃四個溫度下進(jìn)行。25℃工況用以研究典型室溫條件催化效果，60~180℃工況用以表征溫度影響和反應(yīng)活化能、吸附平衡常數(shù)等參數(shù)。為建立反

4、應(yīng)速率的預(yù)測模型，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別擬合Firstder、LH、ER、MVK模型。擬合時首先考慮濃度單參數(shù)情形，得到擬合模型。然后推導(dǎo)濃度和濕度雙參數(shù)模型，并進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合。最后加入溫度的影響，得到考慮濃度、濕度、溫度三參數(shù)的甲醛催化反應(yīng)速率的預(yù)測模型。本研究有以下發(fā)現(xiàn)：1）銅錳催化劑在典型室內(nèi)條件下的甲醛轉(zhuǎn)化率約為2030%；2）甲醛轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而增大，增至180℃后轉(zhuǎn)化率保持在95%以上；3）甲醛轉(zhuǎn)化率在低溫下受進(jìn)氣濃度和濕度的影